机械设计论文(修订版2)(2)

2019-08-17 12:47

?. 制订零件的机械加工工艺规程时,需具备下列原始资料: ??1). 产品的全套装配图及零件图。?? ??2). 产品的验收质量标准。?? ??3). 产品的生产纲领及生产类型。??

??4). 零件毛坯图及毛坯生产情况。零件毛坯图通常由毛坯车间技术人员设计。机械加工工艺人员应研究毛坯图并了解毛坯的生产情况,如了解毛坯的余量、结构工艺性、铸件的分型面和浇冒口位置、模锻件的出模斜度和飞边位置等,以便正确选择零件加工时的装夹部位和装夹方法,合理确定工艺过程。??

??5). 本厂(车间)的生产条件。 应全面了解工厂(车间)设备的种类、规格和精度状况,工人的技术水平,现有的刀、夹、量具规格,以及专用设备、工艺装备的设计制造能力,等等。??

??6). 各种有关手册、标准等技术资料。

??7). 国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况。

4. 加工工艺规程的设计步骤?

1. 分析零件工作图和产品装配图

阅读零件工作图和产品装配图,以了解产品的用途、性能及工作条件,明确零件在产品中的位置、功用及其主要的技术要求。 2. 工艺审查

主要审查零件图上的视图、尺寸和技术要求是否完整、正确;分析各项技术要求制订的依据,找出其中的主要技术要求和关键技术问题,以便在设计工艺规程时采取措施予以保证;审查零件的结构工艺性(参见2.6节)。 3. 确定毛坯的种类及其制造方法

常用的机械零件的毛坯有铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件以及粉末冶金、成型轧制件等。零件的毛坯种类有的已在图纸上明确,如焊接件。有的随着零件材料的

选定而确定,如选用铸铁、铸钢、青铜、铸铝等,此时毛坯必为铸件,且除了形状简单的小尺寸零件选用铸造型材外,均选用单件造型铸件。对于材料为结构钢的零件,除了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外,大多数只规定了材料及其热处理要求,这就需要工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和结构形状来确定毛坯种类。如作用一般的阶梯轴,若各阶梯的直径差较小,则可直接以圆棒料作毛坯;重要的轴或直径差大的阶梯轴,为了减少材料消耗和切削加工量,则宜采用锻件毛坯。常用毛坯的特点及适用范围见表5-4。 ? 4. 拟定机械加工工艺路线

这是机械加工工艺规程设计的核心部分,其主要内容有:选择定位基准;确定加工方法;安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等(见5.2和5.3节)。 5. 确定各工序所需的机床和工艺装备

工艺装备包括夹具、刀具、量具、辅具等。机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下,与生产批量和生产节拍相适应,并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件,以降低生产准备费用。对必须改装或重新设计的专用机床、专用或成组工艺装备,应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。

6. 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸和公差。 ?? 7. 确定切削用量。? 8. 确定各工序工时定额。?

9. 评价工艺路线 ?对所制定的工艺方案应进行技术经济分析,并应对多种工艺方案进

行比较,或采用优化方法,以确定出最优工艺方案。 10. 填写或打印工艺文件。

二. 定位基准的选择

??拟订加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择合理与否,将直接影响所制

订的零件加工工艺规程的质量。基准选择不当,往往会增加工序,或使工艺路线不合理,或使夹具设计困难,甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。 ?

粗基准选择一般应遵循以下原则:

??(1)保证相互位置要求原则

??如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求,则应以不加工面作为粗基准。

??(2)余量均匀分配原则

??如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准。

1. 粗基准的选择 (续)

上述两个原则是选择粗基准时最主要的原则。这两个原则常常是相互矛盾的,需根据具

体情况加以选择。

除上述两个原则外,选择粗基准时还要考虑以下两点:

?(1)便于工件装夹原则

??要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁,且有足够大的尺寸,不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。 ?(2)粗基准一般不得重复使用原则

??因为粗基准本身是毛坯表面,精度和粗糙度均较差,如果在两次装卡中重复使用同一粗基准,就会造成两次加工出的表面之间出现较大的位置误差。

2. 精基准选择原则

选择精基准的两条主要原则

?(1)基准重合原则 ?

??应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准,即谓\基准重合\原则。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影响的工序中,特别是当位置公差要求较严时,一般不应违反这一原则。否则,将由于存在基准不重合误差,而增大加工难度。

三. 工艺路线的拟定

1.加工经济精度与加工方法的选择

??

?加工经济精度

??指在正常的加工条件下(采用符合质量标准的设备和工艺装备,使用标准技术等级的工人、不延长加工时间),一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。 ??

?加工精度与成本的关系

??任何一种加工方法的加工精度与加工成本之间有如图图5-14所示关系。图中δ为加工误差,表示加工精度,C表示加工成本。由图中曲线可知,两者关系的总趋势是加工成本随着加工误差的下降而上升,但在不同的误差范围内成本上升的比率不同。A点左侧曲线,加工误差减少一点,加工成本会上升很多;加工误差减少到一定程度,投入的成本再多,加工误差的下降也微乎其微,这说明某种加工方法加工精度的提高是有极限的(图中δL)。在B点右侧,即使加工误差放大许多,成本下降却很少,这说明对于一种加工方法,成本的下降也是有极限的,即有最低成本(图中CL)。只有在曲线的AB段,加工成本随着加工误差的减少而上升的比率相对稳定。可见,只有当加工误差等于曲线AB段对应的误差值时,采用相应的加工方法加工才是经济的,该误差值所对应的精度即为该加工方法的经济精度。因此,加工经济精度是指一个精度范围而不是一个值。

图5-14工精度与加工成本的关系 ??

?加工精度与年代的关系

?图5-15 加工精度与年代的关系

??各种加工方法的经济精度随年代增长和技术进步而不断提高,见图5-15。

表5-5,表5-6,表5-7分别给出了外圆表面,内孔及平面加工中各种加工方法所对应的经济加工精度和表面粗糙度。表5-8为常用机床加工的形位精度,可供选择时参考。

2.典型表面的加工路线

外圆表面的加工路线

??图5-16给出了外圆表面的典型加工路线,以及路线中各工序所能达到的精度和粗糙度。这些路线可概括成四条基本路线:

??1. 粗车-半精车-精车 这是应用最广泛的一条工艺路线。只要工件材料可以进行切削加工,精度要求不高于IT7、粗糙度Ra ≥ 0.8μm的零件表面,均可采用此加工路线。如果精度要求较低,可只取到半精车,甚至只取到粗车。

??2. 粗车-半精车-粗磨-精磨 此工艺路线主要用于黑色金属材料,特别是结构钢零件和半精车后有淬火要求的零件。表面精度要求不高于IT6、粗糙度Ra 值不小于0.16μm的外圆表面,均可安排此工艺路线。??

??3.粗车-半精车-粗磨-精磨-光整加工 若采用第二条工艺路线仍不能满足精度、尤其是粗


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